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1、油田地质基础知识油田地质基础知识2012.05 岩石是构成地壳的主要物质，是地壳在形成和发展过程中由各种地质作用形成的、具有稳定外形的固态集合体。第一节第一节 岩石与地层岩石与地层 岩石是天然产出的、具有一定结构和构造的矿物的集合体。它构成地球上层部分，在地壳中具有一定的产状。岩石按成因可分为：火成岩、变质岩、沉积岩三类。在地壳深至16千米的范围内，95%以上是火成岩和变质岩，沉积岩只有5%。岩石与地层岩石与地层一、沉积岩的分类一、沉积岩的分类通常根据岩石的主要物质成分和结构，将沉积岩分为碎屑岩、化学岩、通常根据岩石的主要物质成分和结构，将沉积岩分为碎屑岩、化学岩、生物化学岩三大类型。生物化学

2、岩三大类型。1碎屑岩碎屑岩碎屑岩是以碎屑物质为主要成分组成的岩石碎屑岩是以碎屑物质为主要成分组成的岩石。包括由母岩风化产物中。包括由母岩风化产物中的碎屑物质组成的正常碎屑岩和由火山碎屑组成的火山碎屑岩。的碎屑物质组成的正常碎屑岩和由火山碎屑组成的火山碎屑岩。根据根据碎屑颗粒的大小碎屑颗粒的大小，正常碎屑岩又可分为砾岩、砂岩、粉砂岩和粘土岩。，正常碎屑岩又可分为砾岩、砂岩、粉砂岩和粘土岩。其中其中砂岩砂岩和和粉砂岩粉砂岩可以形成储藏油气的储集层。可以形成储藏油气的储集层。粘土岩粘土岩主要是由粘土主要是由粘土矿物组成的岩石。其主要矿物成分为高岭石、蒙脱石、水云母等。矿物组成的岩石。其主要矿物成分为

3、高岭石、蒙脱石、水云母等。2化学岩化学岩化学岩主要由母岩风化产物中的溶解物质（呈真溶液和胶体溶液）通化学岩主要由母岩风化产物中的溶解物质（呈真溶液和胶体溶液）通过化学作用方式沉积而成。过化学作用方式沉积而成。按主要化学成分，化学岩可分为碳酸盐岩、按主要化学成分，化学岩可分为碳酸盐岩、卤化物岩、铝质岩、锰质岩、铁质岩等。卤化物岩、铝质岩、锰质岩、铁质岩等。碳酸盐岩碳酸盐岩是以碳酸盐类为主是以碳酸盐类为主要成分的岩石。它又可以分为石灰岩和白云岩两大类。要成分的岩石。它又可以分为石灰岩和白云岩两大类。3生物化学岩生物化学岩生物化学岩主要由生物遗体聚集或经过生物化学作用而成生物化学岩主要由生物遗体聚集

4、或经过生物化学作用而成。在自然界。在自然界常见的生物化学岩有：可燃有机岩（如煤、油页岩、石油、天然气、常见的生物化学岩有：可燃有机岩（如煤、油页岩、石油、天然气、地蜡、地沥青）和硅藻土、介壳石灰岩、礁石灰岩、磷块岩等。地蜡、地沥青）和硅藻土、介壳石灰岩、礁石灰岩、磷块岩等。一、沉积岩的分类一、沉积岩的分类沉积岩沉积岩 沉积岩的形成可分为风化、搬运、沉积、成岩四沉积岩的形成可分为风化、搬运、沉积、成岩四个阶段。个阶段。沉积物质的来源沉积物质的来源沉积岩的形成沉积岩的形成沉积岩的形成沉积岩的形成沉积岩的形成沉积岩的形成沉积岩的形成沉积岩的形成沉积岩的形成沉积岩的形成沉积岩的形成沉积岩的形成沉积岩的

5、搬运和沉积沉积岩的搬运和沉积沉积的分异作用沉积的分异作用溶解物质的化学沉积分异图溶解物质的化学沉积分异图成岩作用成岩作用二、沉积岩的结构和构造二、沉积岩的结构和构造 沉岩石结构：包括岩石的颗粒、杂基及胶结物之沉岩石结构：包括岩石的颗粒、杂基及胶结物之间的关系。间的关系。沉岩石构造：指沉积岩各组分之间的空间分布和沉岩石构造：指沉积岩各组分之间的空间分布和排列方式。岩石在固结成岩之前的原生构造，是排列方式。岩石在固结成岩之前的原生构造，是相分析的重要依据。相分析的重要依据。岩层及其层理岩层及其层理 岩层岩层：由成分基本一致，较大区域内分布基本稳定的岩石组成的岩体。层里层里：受许多平行面限制的岩石组

6、成的沉积岩层状构造。层理属流动成因的构造，它是岩石性质沿垂向变化而形成的一种层状构造。可通过岩石的成分、结构及颜色的变化显示出来，它能反映岩石的非均质性。层理是沉积岩最常见、最特征的构造。研究层里，有助于地层划分对比及沉积环境分析。由于岩石的渗透性在平行层里方向较好，因此，研究层里有助于认识油、气、水在地下的流动规律，可指导油气田的开发。常见的层里构造有以下类型：水平层里：层面相互平行且水平的层里。水平层里表示沉积环境相当稳定。如深湖沉积。波状层里：层面象波浪一样起伏。海岸或湖岸地带由于水的波浪击拍形成的层面。交错层里：一系列交替层的层面相交成各种角度的层里。由于沉积环境的水流或水动力方向改变

7、形成的层里。递变层里：又称粒序层里。其特点是由底至顶颗粒逐渐变化，除了颗粒逐渐变化外，无内部纹层。三、岩层的产状三、岩层的产状 地层产状：岩层在三维空间的位置，即岩层在空间的位置和产出状态。地层走向：指岩层面与水平面交线的方向。地层倾向：与走向线成直角相交的垂直面与岩层面的交线在水平面上的投影线的方向。地层倾角：岩层层面与水平面所夹最大角度。单斜层：组岩层向单一方向倾斜且倾向大体一致，称单斜层。地层划分：地层划分就是按地层的自然特征和属性将其分为不同级别的地层单位。地层与自然界的一切事物一样，具有阶段发育的特点，而且这种阶段发育性还可以分出大小不同的级别。地层对比：就是比较两个或几个地层剖面的

8、层位是否相当，如果相当，就认为可以对比，如果不相当，就认为不可以对比。“可以对比”在地层学上的意义就是表示地层的特征和层位相当的意思。地层缺失地层缺失：在地层：在地层对比过程中相对地对比过程中相对地层标准剖面，缺失层标准剖面，缺失某些层段的现象。某些层段的现象。可以是地层剥蚀、可以是地层剥蚀、地层断缺或地层尖地层断缺或地层尖灭等原因形成的。灭等原因形成的。地层尖灭地层尖灭：岩层的：岩层的厚度在沉积盆地边厚度在沉积盆地边缘变薄以至消失的缘变薄以至消失的现象。现象。地层超覆地层超覆：当海水：当海水或湖水覆盖面逐渐或湖水覆盖面逐渐扩大，在新的淹没扩大，在新的淹没高地沉积了新的沉高地沉积了新的沉积物叫

9、超复现象，积物叫超复现象，或称地理不整合。或称地理不整合。井下正断层引起的地层缺失、逆断层引起的地层重复现象 某油田综合柱状图某油田综合柱状图第二节 构造 构造运动或地壳运动是指地壳或岩石圈的机械运构造运动或地壳运动是指地壳或岩石圈的机械运动。动。构造运动是由地球内部动力引起的最主要的内动构造运动是由地球内部动力引起的最主要的内动力地质作用，它引起地壳或岩石圈的岩层和岩体力地质作用，它引起地壳或岩石圈的岩层和岩体发生变形、变位及物质改变，使地表形态不断演发生变形、变位及物质改变，使地表形态不断演变形成各种地质构造。漫长的地质历史就是地壳变形成各种地质构造。漫长的地质历史就是地壳不断运动、不断演

10、变的历史。不断运动、不断演变的历史。地壳运动的基本类型有垂直运动和水平运动。垂直运动：又称升降运动或垂直升降运动，它使地壳块体沿地球半径方向或垂直大地水准方向发生大规模的上升与下降运动。水平运动：是指地壳块体沿着大地水准面的切线方向的运动。地质构造地质构造就是由地壳运动引起的岩层变形和变位的形迹（结果）。构造构造是指岩体和岩层在地球内、外营力的作用下发生变形、变位，从而形成褶皱、断层、裂缝、劈理等。构造变动的定义：由地壳运动所引构造变动的定义：由地壳运动所引起的岩层变形和变位称构造变动。起的岩层变形和变位称构造变动。非构造变动的定义：由重力、流水、非构造变动的定义：由重力、流水、冰川等外力作用

11、引起的岩层变形和冰川等外力作用引起的岩层变形和变位则称非构造变动。变位则称非构造变动。构造变动的分类：构造变动按其表构造变动的分类：构造变动按其表现的主要形式分为两类：现的主要形式分为两类：褶皱变动褶皱变动和断裂变动和断裂变动。褶皱构造的定义：地壳中的沉积岩褶皱构造的定义：地壳中的沉积岩在构造运动的影响下，改变了原始在构造运动的影响下，改变了原始产状，使水平岩层变成了各式各样产状，使水平岩层变成了各式各样的弯曲形状，但未丧失其连续的完的弯曲形状，但未丧失其连续的完整性，这样的构造称为整性，这样的构造称为褶皱构褶皱构造。造。褶皱是地壳中最为常见的地质构造褶皱是地壳中最为常见的地质构造现象，在层理

12、发育的沉积岩中表现现象，在层理发育的沉积岩中表现更为明显。更为明显。背斜构造背斜构造是最常见的油是最常见的油气藏类型或构造圈闭类型。气藏类型或构造圈闭类型。褶皱构造的基本单位褶皱构造的基本单位是褶曲，它是岩层的一个弯曲。褶皱是两个或两个以上的褶曲的联合。褶曲的基本类型可分为背斜褶曲和向斜褶曲两种。它们相互依存，共存于一个统一体中。背斜背斜：背斜是指岩层向上弯曲，核部由较老的岩层组成，翼部由较新的岩层组成，同时两翼新岩层对称重复出现在较老低层两侧。向斜：向斜：向斜是指岩层向下弯曲，核部由新岩层组成，翼部由老岩层组成，老岩层对称重复出现在新岩层两侧。向斜和背斜一、褶皱一、褶皱 背斜背斜：背斜是指岩

13、层向上弯曲，核部由较老的岩层组成，翼部由较新的岩层组成，同时两翼新岩层对称重复出现在较老低层两侧。向斜：向斜：向斜是指岩层向下弯曲，核部由新岩层组成，翼部由老岩层组成，老岩层对称重复出现在新岩层两侧。褶曲的分类：褶曲的分类：褶曲在剖面上分为：直立褶曲、倒转褶曲、斜歪褶曲、平卧褶曲、扇形褶曲等。褶曲在平面上分类根据长宽比率分为：线性褶曲（长宽比大于10：1）、长轴褶曲（长轴与短轴之为5：110：1）、短轴褶曲（长轴与短轴比为5：12：1的背斜）、穹窿（长轴与短轴之比小于2：1）、鼻状构造（枢纽一端倾状，另一端向上抬起）等。二、断裂构造二、断裂构造 断裂构造的定义：断裂构造的定义：当岩层所受的力超

14、过了岩石的强度，岩石的连续性和完整性遭受破坏而断开或错动的现象叫断裂。岩层发生断裂后形成的地质构造叫断裂构造。断裂构造的分类：断裂构造的分类：断裂构造可分为两大类：沿断裂面两边的岩层未发生明显的相对位移的称为裂缝；沿断裂两边岩层发生了明显的相对位移的称为断层。裂缝的分类：裂缝的分类：根据裂缝的成因可分为：构造裂缝与非构造裂缝。岩石在构造运动中受力的影响而形成的裂缝，称构造裂缝。岩石在非构造运动或外力作用影响下形成的裂缝，统称为非构造裂缝非构造裂缝。根据裂缝产状与岩层产状的关系可分为：走向裂缝、倾向裂缝和斜交裂缝。根据裂缝的力学性质可分为：张裂缝、剪裂缝。断层的定义：断层的定义：是指岩层在地壳运

15、动的影响下发生破裂，并沿破碎面有显著位移的构造现象。断层的要素断层的要素：断层面、断层线、断层的两盘、断距等断层面就是岩层的破裂面，沿其两侧的岩层发生明显的相对位移。断层线指的是断层面与水平面的交线，反映了断层延伸的方向。在断层面两侧的岩层，称作断层的两盘。断层两盘上相邻两点的位移的距离称为断距。断层的分类断层的分类l1正断层l正断层是指上盘相对下降，下盘相对上升的断层。正断层在钻井剖面中有地层缺失现象。l落差：正断层发生后，相邻两点产生的垂直距离。l2逆断层l逆断层是指上盘相对上升，下盘相对下降的断层。逆断层在钻井剖面中有地层重复的现象。l3平移断层l平移断层是指断层的两盘沿断层面走向发生了

16、相对运动，而无明显的上升或下降的断层称平移断层。其特点是断层面较陡，走向比较稳定。a正断层、b逆断层、c平移断层秦皇岛鸡冠山顶小型正断层 地垒：在一系列断层组合中，两侧断块下降，中部断块升高的组合称地垒。地堑：在一系列断层组合中，两侧断块上升，中部断块下降的组合称地堑。断层的组合形态断层的组合形态 阶状断层：是由两条或两条以上的倾向相同而又相互平行的正断层组成，其上盘依次呈阶梯状，帮称阶状构造。迭瓦构造：许多条大致平行的断层，倾向一致，老岩层依次逆冲覆盖在新岩层之上，状似迭瓦。它常同强烈褶皱伴生，断层走向与枢纽平行。标志该区经历过强烈挤压。三、地层的接触关系三、地层的接触关系研究不整合的意义研究不整合的意义